12 Чер 13 ЕНЕРГЕТИЧНЕ ВИКОРИСТАННЯ БІОМАСИ

03.04.2017

Під час фотосинтезу в зелених рослинах використовується сонячна енергія. Механізм фотосинтезу можна подати у вигляді наступної реакції: хлорофіл+пС02+ +пН20-|-світло-»-хлорофіл +лСН20+га02, де СН20— частина молекули вуглеводу, що містить один атом вуглецю. Простий вуглевод глюкоза має формулу 6 (СН20), тобто містить шість атомів вуглецю. Діоксид вуглецю і вода поглинають тільки ультрафіолетове випромінювання і довге інфрачервоне випромінювання, а хлорофіл рослин поглинає весь видимий світ (з трива-

Ної хвилі коротше 6800 А), при цьому він активується і передає свою енергію воді, яка виділяє атом водню для реакції з С02. За цим процесом ідуть інші хімічні реакції, в основному контрольовані ензимами і дають жири, білки і вуглеводи. Ефективність фотосинтезу в природних умовах надзвичайні

але низька — близько 1 %, проте щорічний приріст біомаси за своїм энергосодержанию в 10 разів перевищує річне споживання енергії в світі і в 200 разів — енерговміст їжі, споживаної людством.

Основними джерелами біомаси є ліси і сільське господарство. За рік ліси дають 7,5-1010 т біомаси, а відходи сільськогосподарського виробництва — 4,2-109т біомаси. В лабораторних умовах ефективність фотосинтезу досягає 35 %.

Використання фотосинтезу для вирощування швидкорослих рослин цукрового очерету, кенафу, соняшнику, сорго, маніоки, синьо-зелених водоростей, переробка біомаси за допомогою «сонячної енергії, биофотолиз води для виробництва водню, біоконверсія органічних матеріалів в метан, піроліз і хімічне відновлення органічних матеріалів з одержанням твердих, рідких і газоподібних палив — ось ті технології, які розробляються для отримання екологічно чистого пального^, з допомогою сонячної енергії.

Продуктивність сонячної установки для вирощування водоростей залежить від інтенсивності і спектрального складу світла, теплових і гідродинамічних параметрів процесу, конструкції фотосинтезирующего апарату, концентрації вуглекислоти, кількості і складу живильного середовища, виду водоростей і т. п. Важливим джерелом біомаси є відходи сільського господарства, переробки деревини, міські харчові відходи.

Перетворення біомаси в паливо включає біологічні методи — аеробне бродіння, анаеробну ферментацію, гідроліз за допомогою кислот і ензимів, мікробіологічні та біофізичні процеси, термохімічні методи — піроліз, відновлення, гидрогазификацию і пряме спалювання.

З відходів можна виробляти синтетичну нафту і газ, біогаз та спирти, які замінять нафтопродукти та природний газ, в тому числі в двигунах внутрішнього згоряння.

У Бразилії виробляють етиловий спирт з рослинної сировини — цукрової тростини і маніоки, мають врожайність відповідно 50-60 і 15-40 тс 1 га. Вихід етилового спирту становить 70 л з 1 т цукрового

Очерету і 170 л з 1 т маніоки. Етиловий спирт замінює бензин на 50 % автопарку країни.

Великі перспективи у сонячно-водневої енергетики. Водень зручний для транспорту енергії на великі відстані по трубопроводах. Він є найважливішою хімічною сировиною і енергоносієм, його можна застосовувати в якості екологічно чистого (при його спалюванні утворюється вода) палива для двигунів внутрішнього згоряння і технологічних процесів для виробництва електроенергії в паливних елементах. Водень можна акумулювати з допомогою гідридів металів або в рідкому вигляді. Виробництво водню шляхом електролізу води з використанням електроенергії, одержуваної на СЕС, є досить ефективним і порівняно дешевим процесом. Перспективний метод отримання водню шляхом биофотолиза води з використанням фотосинтезу зелених рослин або синьо-зелених водоростей. Розробляються способи одержання водню з непрямими хімічними циклами, що призводять до розкладання води та отримання водню при невисоких температурах.

Короткий опис статті: переробка біомаси При фотосинтезі в зелених рослинах використовується сонячна енергія. Механізм фотосинтезу можна подати у вигляді наступної реакції: хлорофіл+пС02+

Джерело: ЕНЕРГЕТИЧНЕ ВИКОРИСТАННЯ БІОМАСИ | Екологічний будинок

Також ви можете прочитати